代码如下:
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/*
* Hanoi塔游戏 问题描述：
* 汉诺塔：汉诺塔（又称河内塔）问题是源于印度一个古老传说的益智玩具。
* 大梵天创造世界的时候做了三根金刚石柱子，在一根柱子上从下往上按照
* 大小顺序摞着64片黄金圆盘。大梵天命令婆罗门把圆盘从下面开始按大小
* 顺序重新摆放在另一根柱子上。并且规定，在小圆盘上不能放大圆盘，在
* 三根柱子之间一次只能移动一个圆盘。
*
* fuction:实现 hanoi塔
* 1.递归实现
* 2.非递归实现
* author:iGeneral
* date:2013.04.26
*
* expe:
* 1.注意：塔的状态:当status=1时，表示可以直接将该Disk移动到目标塔
* 而不是用Disk的id来判断输出
* 2.System.out.println();
System.out.println((int)3.3%3);
没有(int)时，输出：0.299999
加上(int)后，输出：0
*/
package part03.chapter10;
import java.util.Scanner;
public class _2exercise {
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入Hanoi碟子的数量：");
int diskNum = scanner.nextInt();
Hanoi hanoi = new Hanoi();
System.out.println("递归实现：");
hanoi.play_recursive(diskNum, 'A', 'B', 'C');
System.out.println("非递归实现(模仿递归思想)：");
hanoi.play_non_recursive(diskNum);
System.out.println("非递归实现(根据Hanoi规律)：");
hanoi.play_regular(diskNum);
}
}
class Hanoi {
// 递归实现
public void play_recursive(int num, char A, char B, char C) {
if (num == 1) {
System.out.println(A + " -> " + C);
return;
} else {
play_recursive(num - 1, A, C, B);
System.out.println(A + " -> " + C);
play_recursive(num - 1, B, A, C);
}
}
// 非递归实现：模仿递归思想
public void play_non_recursive(int diskNum) {
Stack stack = new Stack();
stack.push(new Disk(diskNum, 'A', 'B', 'C'));
Disk popDisk = null;
while ((popDisk = stack.pop()) != null) {
if (popDisk.status == 1) {
System.out.println(popDisk.A + " -> " + popDisk.C);
} else {
// 反顺序添加
// 将执行移动 popDisk 的下一步的Disk添加到Stack
stack.push(new Disk(popDisk.status - 1, popDisk.B, popDisk.A,
popDisk.C));
// 将一个status为 "1" 且移动顺序与 popDisk 相同的Disk 添加到Stack中
stack.push(new Disk(1, popDisk.A, popDisk.B, popDisk.C));
// 将执行移动 popDisk 的前一步的Disk添加到Stack中
stack.push(new Disk(popDisk.status - 1, popDisk.A, popDisk.C,
popDisk.B));
}
}
}
// 非递归实现：根据Hanoi规律
public void play_regular(int diskNum) {
// 根据规律，需要根据 Disk 的个数，多塔的位置进行调整
// 塔的个数为偶数时，将三个塔按“A->B->C”的顺序排列成三角形
// 塔的个数为奇数时，将三个塔按"A->C->B"的顺序排列成三角形
// 将diskNum个Disk按”上小下大“的顺序放在A塔中（堆栈实现），同时将B塔和C塔置空
Stack_play_regular A = new Stack_play_regular('A');
Stack_play_regular B = new Stack_play_regular('B');
Stack_play_regular C = new Stack_play_regular('C');
for (int i = diskNum; i > 0; i--) {
A.push(i);
}
// 将三个塔模拟成三角形形状排列
Stack_play_regular[] towers = new Stack_play_regular[3];
towers[0] = A;
if (diskNum % 2 == 0) {
towers[1] = B;
towers[2] = C;
} else {
towers[1] = C;
towers[2] = B;
}
// 最小Dish所在的塔，通过该塔在towers中的
int towerOfMinimunDisk = 0;
// 根据证明：n个Disk移动完成至少需要2^n-1次
// 不断交替进行以下两步
// 将最小的Disk按以上塔的顺序下移到下一个塔
// 对除了最小Disk所在的塔的另外两个塔进行操作，可能出现两种情况
// 情况一：一个塔中没有Disk，此时将存在Disk的塔最上面的Disk移动到没Disk的塔上
// 情况二：两个塔都有Disk，此时对他们最上面的塔进行比较，将较小的Disk移动到较大的Disk上
// 不会存在两个塔都没有Disk的情况，除非移动已经完成或未开始或只有一个盘子时的移动
int ii = 0;
for (int i = 0; i < (Math.pow(2, diskNum) - 1);) {// --------------注意在此处不进行i++
// 取出三个塔，使代码更清晰
Stack_play_regular tower = towers[towerOfMinimunDisk];
Stack_play_regular tower_1 = towers[(int) ((towerOfMinimunDisk + 1) % 3)];
Stack_play_regular tower_2 = towers[(int) ((towerOfMinimunDisk + 2) % 3)];
// 移动最小的盘子
System.out.println(tower.name + " -> " + tower_1.name);
tower_1.push(tower.pop());
i++;// --------------注意在此处进行i++
towerOfMinimunDisk = (int) ((towerOfMinimunDisk + 1) % 3);
// ------------注意此时对三个tower进行重新赋值
tower = towers[towerOfMinimunDisk];
tower_1 = towers[(int) ((towerOfMinimunDisk + 1) % 3)];
tower_2 = towers[(int) ((towerOfMinimunDisk + 2) % 3)];
// 对另外两个塔进行处理
if ((tower_2.getTop() != -1 && (tower_1.showTopDisk() > tower_2
.showTopDisk()))
// --------------注意要再加上 tower_2.getTop() != -1
// 进行判断，否则可能数组访问越界
|| (tower_1.getTop() == -1 && tower_2.getTop() != -1)) {
System.out.println(tower_2.name + " -> " + tower_1.name);
tower_1.push(tower_2.pop());
i++;// --------------注意在此处进行i++
} else if (((tower_1.getTop() != -1 && tower_1.showTopDisk() < tower_2
.showTopDisk()))
// --------------注意要再加上 tower_1.getTop() != -1
// 进行判断，否则可能数组访问越界
|| (tower_1.getTop() != -1 && tower_2.getTop() == -1)) {
System.out.println(tower_1.name + " -> " + tower_2.name);
tower_2.push(tower_1.pop());
i++;// --------------注意在此处进行i++
}
ii = i;
}
System.out.println(ii);
}
}
// 存放信息的结构体
class Disk {
// 从A塔通过B塔移动到C塔
char A;
char B;
char C;
// 塔的状态:当status=1时，表示可以直接将该Disk移动到目标塔
int status;
// 重写构造函数
public Disk(int status, char A, char B, char C) {
this.status = status;
this.A = A;
this.B = B;
this.C = C;
}
}
// 存放Disk的栈
class Stack {
// 用来存储盘子的数组
Disk[] disks = new Disk[10000];
// 塔顶
private int top = 0;
// 查看栈顶
public Disk stackTop() {
return disks[top];
}
// 出栈
public Disk pop() {
if (top != 0) {
top--;
return disks[top + 1];
} else {
return null;
}
}
// 入栈
public void push(Disk disk) {
top++;
disks[top] = disk;
}
}
// 为 play_regular(int diskNum) 创建的 Stack 类
// 以 diskId 来表示 Disk 对象
class Stack_play_regular {
// 塔名
char name;
// 塔顶
private int top = -1;
public int getTop() {
return top;
}
// 通过数组实现Stack,最多64个Disk
int[] stack = new int[64];
// 重写构造函数，初始化塔的名字name
public Stack_play_regular(char name) {
this.name = name;
}
// 查看栈顶
public int showTopDisk() {
if (top == -1) {
return -1;
}
return stack[top];
}
// 入栈
public void push(int diskId) {
stack[++top] = diskId;
}
// 出栈
public int pop() {
return stack[top--];
}
}